【文/科工力量 柳叶刀】
大家好，我是观察者网《科工力量》栏目主播，冬晓。美国对华技术封锁越来越严苛。再过几天，华为就要被迫彻底断绝与台积电的业务往来，没有台积电的代工，麒麟高端芯片可能从此绝版。去年5月，华为被纳入制裁清单后，中国芯片制造的短板让所有人警醒，大家都呼吁国产光刻机，可有谁意识到，在这份清单中，华为还被终止与美国的EDA软件厂商的合作。
EDA软件是什么？这是一种工业软件，安装在电脑上，用来设计芯片的。几十年前，制造工艺没有今天发达，芯片里面集成的晶体管数量不多，可以在纸质的图纸上画出来。后来，随着工艺的进步，指甲盖大小的芯片里集成了几十亿个晶体管，不可能用图纸详细绘制，技术人员开始把图纸挪到电脑上，在软件上设计芯片，可以缩小放大，看清楚芯片内部结构，还可以模拟现实场景，检查设计是否有错误。华为与美国厂商终止合作后，无法再获取软件更新服务，只能使用老版的EDA软件设计芯片。
除了EDA，工业软件还包括CAD、CAE等。CAD是用来画图的，把你想要的零部件，在电脑上画出来。CAE则是用来仿真的，在软件里，输入参数，直接对设计好的零部件进行受力分析，看看它承受多大的力，什么样的情况下才会破裂。如果虚拟环境中通过测试，就可以在工厂里生产了。没有这些工业软件，按照传统的方式，需要在实验室里反复做试验，才能得到结果，既耗钱又耗时间。
中国虽然有很多互联网公司，能够设计出微信、抖音这样世界级App，但在工业软件领域，非常落后。比如说，设计芯片的EDA软件，Synopsys、Cadence、Mentor三家美国背景的巨头占据了中国95%的市场，剩下的5%，国内厂商还要与国外其他公司竞争。
为什么工业软件这么难？它和一般的IT软件不一样，像我们平时使用的淘宝、QQ等，只需实现数据交换、通讯等功能，不需要程序员了解其他学科的知识。开发者不仅懂代码，还要了解工业制造。行业内工程师将自己多年的实践经验，总结成算法，融合到软件里，日积月累，更新换代。而这样的平台，往往只有大的制造企业才能掌握，哪怕苹果、亚马逊产品酷炫、市值过万亿，也难在工业软件上有所作为。单从代码行数来看，世界上最大的软件公司，不是微软，也不是谷歌，而是全球最大的军火商，洛克希德•马丁公司。
在工业软件领域，美国拥有绝对的霸主地位，这样实力也是美国国防部扶持起来的。上世纪50年代，美国为了防备苏联人的远程轰炸机，决定建造SAGE防空系统，通过各地的雷达站，检测敌人飞机动向，再将数据回传到空军总部。麻省理工学院林肯实验室负责方案设计，IBM公司负责软件开发。那时候，既没有C语言，也没有C++，SAGE系统只能用最基础的汇编语言编写，虽然代码只有50多万行，但它是那个年代最大的应用软件。整个项目经费达到120亿美元，放在今天至少1000亿，只有政府牵头，才能推进，普通企业没有这样的财政基础。
SAGE系统有一个重要的功能，在电脑上绘图。这是麻省理工学院开发的技术，IBM在项目合作中学习到了该技术，并在1964年推出了第一代绘图产品IBM2250，这是CAD软件的原型。80年代的时候，CAD的价格非常高，一般的企业根本用不起，只有洛克希德•马丁、通用电气、波音几家军火商才有钱购买，因为他们有国防部的资金支持，军工企业为CAD软件最初的发展，输了一波血。之后，随着制造业向高端迈进，以往在图纸上的工作，被软件替代，不管是汽车制造商，还是家电公司，都需要工业软件的支持。这些被国防军工孵化、养大的软件厂商们，开始走上市场化道路，向各类硬件制造商提供服务，摆脱了对政府的依赖。
近几年，国产工业软件也在不断发力，但是核心模块仍然受制于人，基本上是在别人的地基上，搭建自己的产品。常见的工业软件产品中，很少由一家公司编写所有的代码。这就像生产汽车一样，没有哪家公司所有的零件都自己生产，肯定要向外采购。但是要注意的是，核心的部件，肯定要自己造。比如说，波音公司研制787型飞机时，使用了8000多种软件，只有不到1000种是市场上的商业软件，其他的都是波音自己研发的，并且不对外销售。
国内很多企业和研究机构，使用国外的工业软件，存在安全隐患。今年6月，哈工大，哈工程被禁止使用Matlab，这是一款常用的商业数学软件，由美国公司开发，在学术研究领域处于垄断地位，全球有6000多所大学，1万家企业在使用。哈工大，哈工程因为参与军方项目，被禁止使用该软件。这多少会影响到老师和学生，因为论文中的很多数据图片，都需要用Matlab绘制。
更加需要警惕的是，国内很多重大工程项目，都有采用国外的软件，像西气东输工程、南水北调工程，采购的都是国外的产品系统。国产的“华龙一号”三代核电技术，已经是世界一流，但业内人士透露：“如果德国西门子现在对中国民用核工业领域禁用NX软件，将是一场灾难，整个产业将受到巨大影响，甚至无法正常运转”。同样在航空航天领域，中国的歼10、歼16、歼20 、运20、飞豹战斗轰炸机、长征五号火箭，都需要依赖法国达索公司开发的软件。可是在2011 年，达索公司的软件被曝存在计算机后门，这可能意味着客户设计的产品参数信息会被泄露。
实际上，国产工业软件起步并不晚，1976年，国内企业从IBM引进了当时最先进的MRPII软件，并带回说明书，里面详细的记载了该软件的基本原理和算法，这是中国工业软件的起步。一批国内的研究机构和企业，在国家政策的支持下，研发国产工业软件。90年代的时候，中国公司的产品一度占据国内市场25%的份额。当时，国产工业软件与国外产品相比并不差，国外产品引进有汉化和适应中国国情的问题，有些方面国产工业软件的优势还比较明显。
可是好景不长，国内企业各自为战，恶性竞争，相互压价，这和今天互联网公司为了争取客户，不要命的烧钱是一样的。国产CAD软件价格从一万多元，掉到了不足五千，有人干脆以500元一套的白菜价抛售。偏偏这时候，国外企业也强势入侵，这些外国公司营销手段丰富，国内企业根本不是对手。他们最厉害的有两点：一是，向大学和科研机构免费捐赠软件，培养学生和教授的使用习惯，就像今天习惯使用苹果手机的人，不会去买安卓手机一样。美国公司精通此道，去年5月，在哈工大的校园里，Matlab公司还搞了一场大学推广活动，把大学生召集起来，现场免费讲解软件怎么使用，还发放小礼品，诚意十足。二是，除了花心思推销，外国公司还放任盗版软件占领中国市场，防止国产软件做大，这和当年微软的套路是一样的，盗版的Windows操作系统，在国内泛滥，可微软睁一眼闭一眼，这样做是为了挤压国产操作系统的生存空间，大家都用盗版的Windows系统，没人用国产的。
在外国公司的围剿下，国产工业软件发展艰难，可压死骆驼的最后一根稻草，是我们自己。90年代末，面对国外产品强势入侵，国内CAD企业，曾经搞过联盟，一致对外，可最终因为各家产品相似，利益交叉，联盟根本没有约束力，无法拧成一股绳。外国公司的中国代理商还批评这样的做法是“闭关守旧”。中国公司为了生存，纷纷放弃自主研发，选择给外国公司做代理，或者在国外的软件平台上，做二次开发，用别人的模块，搭建产品。而且，国内的采购人员，对国产CAD软件存在天然的鄙视，先入为主的认为国外的东西好。如果公司买了国产软件，设计人员碰到困难，就会把责任推到采购人员身上，指责软件质量差，如果买的是国外的产品，就没人敢抱怨软件不行。奇怪的是，海外用户鄙视程度最低，会尝试使用中国的CAD软件。
国内一直存在重视硬件、轻视软件的风气，中国加入WTO后，引进了很多高端设备，但这样的采购，往往伴随着捆绑服务，硬件、软件必须一起买，这也导致国产工业软件的路越走越窄。2013年，有关部门直接就终止了对自主研发的支持。
从美国成功的经验，中国失败的教训看，要想摆脱对外国工业软件的依赖，国家政策的支持肯定少不了。但是，还有重要的一点，就是知识产权的转换机制。新中国成立70年来，从一穷二白成长为全球第一制造大国，这期间，积累了大量工艺流程经验、关键技术参数，这些东西散落在各个企业，停留在技术人员的大脑中，随着企业的变迁、人员的流动而不断耗散和流失，没能总结成算法代码保留下来。国内很多好的产品，因为产权问题，只能在家里趴窝，没有真正地在市场上用起来，工程师几十年地心血就这样浪费了。航空623所主导的HAJIF有限元分析软件，早在1985年，就获得了国家科技进步一等奖，但该软件缺乏商业化环境，用户少得可伶，勉强维持生存。
反观美国，知识产权无缝切换。这是一个简单而又严谨的流程，军方最早完成工业软件模块的开发，交给像波音这样的军火公司完善，将几十年的工程经验，总结成代码，添加到软件里。之后，垂直领域的仿真软件公司，从波音手中收购，将软件平台升级为Windows版本，在市场上推销。从军方到制造业巨头，再到独立软件公司，产权转换轻松自如。
德国西门子，在工业软件研发方面，与美国相比，算是后来者，尤其是在EDA软件领域。但如今，却可以和美国公司平起平坐，为什么？西门子的办法是买买买，直接出价45亿美元，收购了半导体软件设计公司Mentor ，该公司前面已经提到过，是全球三大EDA软件厂商之一，也是一家美国企业。
中国企业是否可以学习西门子的套路，通过并购提升工业软件研发能力？答案是不能，西门子之所以能够全资收购美国公司，是因为美德同处于一个阵营，技术水平不相上下。而且，西门子的股东非常分散，55%股本来自海外，早就和美国、欧洲其他国家形成了“你中有我，我中有你”的利益格局。
中国企业虽然有足够的资金并购外国企业，但是，已经有无数的事实告诉我们，国外的高技术企业，对我们是大门紧闭。2015年，紫光集团本来打算出资37亿美元，收购美国公司西部数据，该公司在机械硬盘、固态硬盘市场拥有较大的份额。可是，收购计划宣布没过多久，美国政府就介入调查，收购计划被迫中止。所以，要想突破高端产业，中国公司走收购的路线，很难。
技术的竞争，本质上是钱的竞争，人才的竞争。2000年到2015年间，国家对三维CAD、CAE等核心工业软件研发的投入不足2亿人民币。而全球最大的CAE仿真软件公司Ansys，2016年在研发的投入3.5亿美元，大约20亿人民币。也就是说，在工业软件投资上，国外一家公司一年的研发投入，相当于国内三个五年计划投资总数的10倍。我国约有1500人的EDA软件开发工程师，但在本土EDA公司和研究单位工作的工程师只有300人左右，其他大部分都是在三大巨头工作，而且放大到全球，仅Synopsys一家公司就有5000多个EDA研发人员，差距明显。
开发国产工业软件，还得两条腿走路，在坚持自主创新的基础上，也不否定与国外合作，但前提是我们需要掌握 技术。美国的技术打压，从某些方面来说，可能还是利好消息。华为过去在采购国产软、硬件产品时，往往会安排一个专家组，只要专家组当中有一人意见保留，生意就很大可能谈不成。美国商务部将华为纳入“实体清单”以后，华为就开始主动培育本土供应链，并且与本土工业软件企业深度融合。
发表于 2020-9-18 13:40:01
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